基于变分量子求解器检测拓扑模型中的准退化基态
量子物理
2025-02-26 v3
摘要
我们使用变分量子本征求解器 (VQE) 算法研究了 Su-Schrieffer-Heeger 开链模型和 Kitaev 开链模型的精确基态。这些模型包含具有在热力学极限下单粒子能量为零的边缘态。相同事实会导致标准 VQE 算法无法收敛到正确的基态，因为其能量与其他许多体态在能量上近似退化。值得注意的是，这种准退化无法通过小扰动来消除，如在典型自旋系统中那样。我们通过对 VQE 进化施加适当的约束并构建适当的变分电路来限制所探测的希尔伯特空间的范围，从而解决了这一问题。这些约束源于拓扑相的一般性质以及所研究的哈密顿量。通过这种方式，改进的 VQE 算法能够在每个相中准确收敛到精确基态。该方法具有广泛的适用性，包括应用于具有不同拓扑结构和/或难以消除退化性质的实际系统，由于能够在相对较高的 qubit 数量的系统上实现极高保真度。
引用
@article{arxiv.2408.15179,
title = {Detecting quasi-degenerate ground states in topological models via variational quantum eigensolver},
author = {Carola Ciaramelletti and Martin Beseda and Mirko Consiglio and Luca Lepori and Tony J. G. Apollaro and Simone Paganelli},
journal= {arXiv preprint arXiv:2408.15179},
year = {2025}
}